DIN 1652-3 21NiCrMoS2 冷間引抜鋼：優れた耐摩耗性と疲労強度
DIN 1652-3 に準拠した 21NiCrMoS2 冷間引抜材は、硫黄添加による優れた切削性と、ニッケル・クロム・モリブデン合金設計による高い疲労強度・靭性を両立したケース硬化鋼です。自動車・機械工学分野の耐摩耗部品（ギア、シャフト、アクスル）に広く採用されています。使用温度範囲は -60℃ まで、最適適用サイズは公称径 60mm 以下です。冷間引抜により寸法公差 h9–h11 クラス、表面粗さ Ra 1.6–3.2 μm 程度の高精度バー材として供給され、後工程の切削加工時間を大幅に短縮できます。
冷間引抜材の特長
- 高寸法精度：引抜加工により公差クラス h9–h11、真円度・円筒度に優れる
- 表面品質：スケールレスで脱酸層なし、そのまま精密切削可能
- 機械的特性の向上：加工硬化により引張強度 750–820 MPa、降伏点アップ
- 快削性：S 添加 (0.02–0.035%) で工具寿命 1.3–1.5 倍
物理的・機械的・熱的・電気的特性
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| 密度 | 20.0 ℃ | 7.84 g/cm³ |
機械的特性（冷間引抜・軟焼鈍状態）
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| ヤング率（弾性率） | -100.0 ℃ | 217 GPa |
| 20.0 ℃ | 212 – 212.78 GPa | |
| 100.0 ℃ | 207 GPa | |
| 200.0 ℃ | 199 GPa | |
| 300.0 ℃ | 192 GPa | |
| 400.0 ℃ | 184 GPa | |
| 500.0 ℃ | 175 GPa | |
| 600.0 ℃ | 164 GPa | |
| ポアソン比 | 20.0 ℃ | 0.29 |
| 剛性率（せん断弾性率） | 20.0 ℃ | 82.8 GPa |
| 引張強度 | 20.0 ℃ | 750 – 820 MPa |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 線膨張係数 | -100.0 ℃ | 1.05×10⁻⁵ 1/K | |
| 20.0 ℃ | 1.15×10⁻⁵ 1/K | ||
| 100.0 ℃ | 1.21×10⁻⁵ 1/K | ||
| 200.0 ℃ | 1.27×10⁻⁵ 1/K | ||
| 300.0 ℃ | 1.32×10⁻⁵ 1/K | ||
| 400.0 ℃ | 1.36×10⁻⁵ 1/K | ||
| 500.0 ℃ | 1.40×10⁻⁵ 1/K | ||
| 600.0 ℃ | 1.44×10⁻⁵ 1/K | ||
| 長期使用最高温度 | – | -60 ～ 0 ℃ | |
| 融点 | – | 1382 – 1529 ℃ | Ni-Cr-Mo鋼として典型的 |
| 比熱容量 | -100.0 ℃ | 423 J/(kg·K) | |
| 20.0 ℃ | 461 J/(kg·K) | ||
| 100.0 ℃ | 479 J/(kg·K) | ||
| 200.0 ℃ | 499 J/(kg·K) | ||
| 300.0 ℃ | 517 J/(kg·K) | ||
| 400.0 ℃ | 536 J/(kg·K) | ||
| 500.0 ℃ | 558 J/(kg·K) | ||
| 600.0 ℃ | 587 J/(kg·K) | ||
| 熱伝導率 | 20.0 ℃ | 46.3 W/(m·K) | |
| 100.0 ℃ | 47.1 W/(m·K) | ||
| 200.0 ℃ | 46.2 W/(m·K) | ||
| 300.0 ℃ | 44.1 W/(m·K) | ||
| 400.0 ℃ | 41.3 W/(m·K) | ||
| 500.0 ℃ | 38.6 W/(m·K) | ||
| 600.0 ℃ | 35.9 W/(m·K) | ||
| 熱拡散率 | 20.0 ℃ | 12.8 mm²/s | |
| 100.0 ℃ | 12.1 mm²/s | ||
| 200.0 ℃ | 11.1 mm²/s | ||
| 300.0 ℃ | 10.0 mm²/s | ||
| 400.0 ℃ | 8.8 mm²/s | ||
| 500.0 ℃ | 7.4 mm²/s | ||
| 600.0 ℃ | 4.7 mm²/s |
電気的特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| 電気抵抗率 | 20.0 ℃ | 2.25×10⁻⁷ Ω·m |
| 100.0 ℃ | 2.72×10⁻⁷ Ω·m | |
| 200.0 ℃ | 3.42×10⁻⁷ Ω·m | |
| 300.0 ℃ | 4.26×10⁻⁷ Ω·m | |
| 400.0 ℃ | 5.26×10⁻⁷ Ω·m | |
| 500.0 ℃ | 6.40×10⁻⁷ Ω·m | |
| 600.0 ℃ | 7.73×10⁻⁷ Ω·m |
化学成分（質量%）
| 元素 | 含有範囲 |
|---|---|
| 炭素 (C) | 0.17 – 0.23 % |
| クロム (Cr) | 0.40 – 0.70 % |
| マンガン (Mn) | 0.65 – 0.95 % |
| モリブデン (Mo) | 0.15 – 0.25 % |
| ニッケル (Ni) | 0.40 – 0.70 % |
| リン (P) | ≤ 0.04 % |
| ケイ素 (Si) | ≤ 0.40 % |
| 硫黄 (S) | 0.02 – 0.035 % |
寸法・公差・供給形態
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 直径範囲 | φ6 – 60 mm（最適適用 ≤ 60 mm） |
| 寸法公差 | ISO h9 / h10 / h11（注文指定） |
| 長さ | 3–6 m（定尺・不定尺対応） |
| 表面状態 | 冷間引抜肌、Ra 1.6–3.2 μm |
| 直線度 | ≤ 0.5 mm/m |
| 端面条件 | 切断面、面取りなし（指定可） |
熱処理後めっき・表面処理適性
- 浸炭焼入れ：表面硬度 58–62 HRC、ケース深さ 0.5–1.5 mm、芯部硬度 35–45 HRC
- 窒化：500–530℃ で 0.2–0.4 mm 化合物層、歪み少なく精密部品に適す
- 高周波焼入れ：局部硬化、歪み制御容易、シャフトジャーナル等に適用
- メッキ・コーティング：クロムメッキ、DLC、PVD 等の密着性良好
典型的用途と設計ポイント
| 用途例 | 要求特性 | 推奨熱処理 |
|---|---|---|
| MT ギア（1–3 速） | 高接触疲労強度、耐摩耗性 | 浸炭 0.8–1.2 mm + 焼入れ焼戻し |
| CVT プーリシャフト | 高面圧、フレッティング耐性 | 浸炭 + ショットピーニング |
| EPS ウォームシャフト | 高トルク、低騒音、長寿命 | 浸炭 + 研削仕上げ |
| 油圧ポンプ ドライブシャフト | 高せん断強度、耐摩耗性 | 浸炭 + 低温焼戻し |
品質保証・検査項目
- 化学成分分析（溶解分析・製品分析）
- 引張試験（常温）、シャルピー衝撃試験（-60℃ オプション）
- 硬度試験（ブリネル/ロックウェル）、組織検査（フェライト・パーライト率）
- 寸法・形状検査、表面欠陥検査（渦流探傷・磁粉探傷オプション）
- EN 10204 3.1 検査証明書標準添付、3.2 対応可能
金属
- DIN 1652-3 20MoCrS4 冷間引抜鋼：耐摩耗機械部品に最適な高切削性グレード
- DIN 1652-3 22CrMoS3-5冷間引抜き鋼 - 自動車・機械用途向け高強度・高耐久性
- DIN 1652-3 20Cr4 冷間引抜鋼：高性能耐摩耗材料
- DIN 1652-3 20CrS4冷間引抜鋼：高耐摩耗性と優れた切削性
- DIN 1652-3 グレード 20MnCrS5 冷間引抜き鋼：優れた強度と切削性
- DIN 1652-3 Grade 20MoCr4 冷間引抜き鋼 – 高強度・高耐久性
- 15CrNi6 Grade 15/20 冷間引抜き鋼 – 自動車・機械部品向け高強度・高靭性
- DIN 1652-3 16MnCr5鋼：冷間引抜 高強度・高靭性 自動車・機械部品用鋼材
- DIN 1652-3 16MnCrS5冷間引抜き鋼：高強度と高精度を実現
- DIN 1652-3 17Cr3冷間引抜き鋼：自動車・機械部品向け高耐摩耗性
- DIN 1652-3 17CrNiMo6冷間引抜鋼：高強度・高耐久性